基于虚拟仪器技术的目标模拟设备现场校准系统
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目标模拟设备可对武器系统的光电跟踪系统的性能进行全面的检测,通过武器系统的目标模拟设备现场校准技术的研究,解决武器系统专用测试设备的量值溯源问题,以满足武器系统生产现场的计量需求。目标模拟设备的校准保证光电跟踪系统测试,具有重要的国防意义。由于目前还没有关于目标模拟设备现场校准方面正式的检定规程或校准规范,所以本文对目标模拟设备的现场校准展开研究。目前常见的目标模拟系统主要有三种:机械式目标模拟系统、电目标模拟系统和光目标模拟系统,本文主要针对光目标模拟系统进行现场校准技术的研究。本文首先介绍了目前目标模拟设备及其校准技术的发展现状,提出了基于虚拟仪器技术的目标模拟设备现场校准系统研究方案。其次介绍了虚拟仪器的优越性,依据虚拟仪器下的校准系统原理,分析了可行性。然后在了解振镜式目标模拟系统工作原理的基础上,提出了基于虚拟仪器技术的现场校准系统的硬件设计方案,主要分为执行装置,检测装置和模拟装置。最后设计了系统的应用软件,其中在算法上涉及了运动目标的检测算法,光斑中心定位算法和图像的标定,利用虚拟仪器平台下的LabVIEW、CapturePRO 3.0和IMAQ Vision软件编写了系统的各个程序模块,主要包括了图像的采集、保存、读取、图像处理,校准证书形成等。
摘要 | 第4-5页 |
Abstract | 第5-6页 |
1 绪论 | 第10-16页 |
1.1 课题研究的目的和意义 | 第10页 |
1.2 目标模拟设备研究现状 | 第10-13页 |
1.2.1 机械式运动目标模拟检测法 | 第11-12页 |
1.2.2 电模拟目标检测法 | 第12-13页 |
1.2.3 光目标模拟检测法 | 第13页 |
1.3 目标模拟设备现场校准技术研究现状 | 第13-14页 |
1.4 主要研究内容 | 第14-16页 |
2 基于虚拟仪器技术的现场校准系统 | 第16-27页 |
2.1 虚拟仪器的概述 | 第16-23页 |
2.1.1 虚拟仪器软件平台—LabVIEW | 第19-21页 |
2.1.2 视觉开发模块 IMAQ Vision | 第21-22页 |
2.1.3 视频捕获开发包 | 第22-23页 |
2.2 目标模拟设备校准系统的原理及关键问题 | 第23-24页 |
2.3 校准系统的可行性分析 | 第24-25页 |
2.3.1 时间量的校准 | 第24-25页 |
2.3.2 角度量的校准 | 第25页 |
2.3.3 速度量的校准 | 第25页 |
2.4 技术指标 | 第25-26页 |
2.4.1 目标模拟检测设备的主要技术指标 | 第25页 |
2.4.2 校准装置的主要技术指标 | 第25-26页 |
2.5 本章小结 | 第26-27页 |
3 目标模拟设备现场校准系统的硬件设计 | 第27-37页 |
3.1 系统的结构设计 | 第27-30页 |
3.1.1 执行装置 | 第28-29页 |
3.1.2 检测装置 | 第29页 |
3.1.3 目标模拟装置 | 第29-30页 |
3.2 主要硬件设备的介绍 | 第30-35页 |
3.2.1 PXI 计算机 | 第30-32页 |
3.2.2 摄像机的介绍 | 第32-33页 |
3.2.3 激光器的介绍 | 第33-35页 |
3.3 激光测距技术 | 第35-36页 |
3.4 本章小结 | 第36-37页 |
4 运动目标检测及算法的研究 | 第37-54页 |
4.1 目标图像处理 | 第37-43页 |
4.1.1 图像预处理 | 第37页 |
4.1.2 滤波 | 第37-40页 |
4.1.3 图像阈值法分割 | 第40-43页 |
4.2 光斑中心位置算法 | 第43-50页 |
4.2.1 基于质心法光斑中心定位算法 | 第43-44页 |
4.2.2 基于圆拟合的激光光斑中心定位算法 | 第44-46页 |
4.2.3 基于模板匹配的光斑中心定位算法 | 第46-49页 |
4.2.4 基于 LabVIEW 和 IMAQ Vision 光斑中心定位 | 第49-50页 |
4.3 图像标定 | 第50-51页 |
4.4 运动目标检测算法的研究 | 第51-53页 |
4.4.1 时间差分法 | 第51-52页 |
4.4.2 背景去除法 | 第52页 |
4.4.3 光流法 | 第52页 |
4.4.4 图像模板匹配法 | 第52-53页 |
4.5 本章小结 | 第53-54页 |
5 校准系统软件 | 第54-62页 |
5.1 图像的采集 | 第55-56页 |
5.2 图像保存与读取 | 第56-57页 |
5.3 图像处理 | 第57-59页 |
5.3.1 滤波 | 第57-58页 |
5.3.2 阈值分割 | 第58页 |
5.3.3 粒子分析 | 第58-59页 |
5.3.4 图像标定 | 第59页 |
5.4 光斑中心定位 | 第59-60页 |
5.5 校准证书模块 | 第60-61页 |
5.6 本章小结 | 第61-62页 |
6 结论与展望 | 第62-64页 |
参考文献 | 第64-67页 |
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 | 第67-68页 |
致谢 | 第68页 |
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